CS221058B1 - Ohebný vláknitý plošný útvar, propustný pro vodnf páry - Google Patents

Abstract

Ohebný vláknitý plošný útvar, propustný pro vodní páry, jehož podkladová vrstva je složena z vláken impregnovaných bezroz- pouštědlovou termoreaktivní směsí na bázi polyesterů, polyéterů nebo jejich směsí a polyizokyanátů, přičemž termoreaktivní směs obsahuje prodlužovadla specifikovaného typu. Materiál podle vynálezu se vyznačuje měkkostí, ohebností, snadnou tvarovatelnos- tí a propustností pro vodu. Lze jej použít, jako podklad nebo samonosný materiál v obuvnictví, oděvnictví, galanterii a v jiných odvětvích, pro tepelně izolační a tlumicí vrstvy v průmyslu a stavebnictví případně jako filtrační materiál v chemickém průmyslu, vzduchotechnice apod.

Description

Ohebný vláknitý plošný útvar, propustný pro vodní páry, jehož podkladová vrstva je složena z vláken impregnovaných bezrozpouštědlovou termoreaktivní směsí na bázi polyesterů, polyéterů nebo jejich směsí a polyizokyanátů, přičemž termoreaktivní směs obsahuje prodlužovadla specifikovaného typu.

Materiál podle vynálezu se vyznačuje měkkostí, ohebností, snadnou tvarovatelností a propustností pro vodu. Lze jej použít, jako podklad nebo samonosný materiál v obuvnictví, oděvnictví, galanterii a v jiných odvětvích, pro tepelně izolační a tlumicí vrstvy v průmyslu a stavebnictví případně jako filtrační materiál v chemickém průmyslu, vzduchotechnice apod.

Vynález se týká ohebného vláknitého plošného útvaru, propustného pro vodní páry, připraveného impregnací vláknité vrstvy bezrozpouštědlovou reaktivní směsí na bázi polyuretanů.

V současné době jsou syntetické plošné materiály vhodné jako náhrada přírodní kůže tvořeny vláknitou vrstvou tkanou nebo netkanou z přírodních nebo velmi jemných syntetických vláken 0,5 až 1 den nebo· jejich směsi, v poslední době i mikrofibrilních vláken o jedinečném titru až 0,01 den, Tyto vláknité vrstvy jsou zpevněny mikroporézním, polymerním pojivém tak, aby přitom nebyla snížena vzájemná pohyblivost vláken. Struktury mající dostatečně pohyblivá vlákna dosahují dobré ohebnosti, měkkosti a tvarovateinosti materiálu při dodržení požadovaných mechanicko-fyzikálních parametrů, zejména pevnosti v tahu, tažnosti, pevnosti v dalším trhání, pevnosti v mnohonásobných ohybech a propustnosti pro vodní páry.

Příprava struktur s uvolněnými vlákny s dobrými mechanickými vlastnostmi naráží na četné obtíže. Některé postupy jsou založeny na extrakci polymeru z dvou i vícesložkových vláken. Tyto postupy jsou technologicky náročné a nákladné. Snížení tuhosti je též možno dosáhnout použitím polymerů s nižším modulem nebo impregnací roztoky nebo disperzemi s nízkým obsahem polymeru. To však má vždy za násle4 dek zhoršení pevnostních parametrů. Tuhost vlákenných útvarů je možno též do jisté míry regulovat přídavkem anorganických nebo organických sloučenin, například solí vyšších alkoholů nebo mastných kyselin a jejich esterů.

Uvedené sloučeniny se však vypírají do koagulačních lázní, zhoršují kvalitu mikroporézních struktur a jejich mechanicko-fyzikální vlastnosti. Migrace těchto látek do povrchových vrstev zhoršuje rovněž kvalitu finišové vrstvy. Pro získání větší’ měkkosti a ohebnosti vláknitých vrstev impregnovaných roztoky aromatických polyuretanů s následnou koagulací nerozpouštědly byl aplikován přídavek silikonových nebo polypropylenových olejů, kterými jsou vlákna taveniny napuštěna před vlastní impregnací polymer nimi roztoky nebo jsou tyto přidávány přímo do příslušných polymerních roztoků. Takto připravené struktury jsou měkké, poddajné a ohebné, mnohdy však s nižšími hodnotami pevnostních parametrů.

Nevýhody dosud známých materiálů do značné míry odstraňuje ohebný plošný útvar sestávající z vláknité podkladové vrstvy impregnovaný bezrozpouštědlovou termoreaktivní směsí na bázi předpolymerů z polyesterů, polyéterů nebo jejich směsí, polyizokyanátů a prodlužovadla, jejichž podstatou je, že obsahují jako prodlužovadío polyamin alifatického typu obecného vzorce ~^N~\ )-^NH,-^(CH2^}y

....... -’-’ί

- NH_Z,-(CH₂)_Z- OH

R3. ..

„ NH_Z,

S cykloalifatického typu ze skupiny zahrnující piperazin, diaminodifenylmethan a jeho deriváty, alkanolaminového typu obecného vzorce R4...

H, CH3, C2H5, CH2OH

CH3

H, CH3, —CH

CH3

ΗΟ~(Ο_χ-Ν'_χ

Ri

R.

Υ==2,3 kde

Ri, R2... H, C_nH_n+2,

--(O) ,-CHjT© ' ~O ' nebo směs těchto prodlužovatel, jejichž aminoskupiny jsou blokovány kysličníkem uhličitým nebo polyamin aromatického typu jako je diaminodifenylmethyn a jeho deriváty blokované chloridem sodným vytvrzené při teplotě 80 až 190 °C, s výhodou při teplotě 110 až 160 °C.

Struktura pojícího polymeru, vznikající napeňováním bezrozpouštědlové směsi se současným vytvrzováním umožňuje vláknům, aby zůstávala poměrně volná, vzájemně málo propojená, což přispívá, jak již bylo popsáno ke vzniku poddajných, ohebných a měkkých porézních vláknitých útvarů. Útvary s nižším obsahem podkladové vláknité vrstvy než 5 % ztrácejí kožovitý charakter, jsou již přliš tuhé a nepoddajné a mají nevyhovující pevnost v dalším trhání. Při obsahu vyšším než 90 % podkladové vláknité vrsty jsou útvary hadrovité, nemají kožovitý lom a vykazují přitom nevyhovující parametry, zvláště pevnost v tahu.

Bezrozpouštědlové směs, sloužící k impregnaci, obsahuje práškovitá aditiva na bázi anorganických plniv v množství 0,1 až 50 % hmotnostních, vztaženo na polymerní hmotu. Inaktivní anorganická plniva jako křída, kaolin, mletý vápenec, baryt, křemelina, křemenná křída, ale i titanová běloba aj. jsou používána k úpravě tuhosti a měrné hmotnosti vzniklých útvarů a slouží zároveň jako jakási ředidla impregnačních směsí. Největší vliv na tuhost vzniklých útvarů má velikost částic, event. specifický povrch částic plniv. Osvědčila se plniva o· velikosti částic větších než 10 μηι s nízkým obsahem frakcí okolo 1. <um.

Nejnižší používaná dávka byla 0,1 % hmotnostních, pod touto hranicí se již vliv přídavku plniv na viskozitu impregnačních směsí a rovněž i strukturu a mechanické vlastnosti termicky napěněných a vytvrzených vrstev neprojevuje. Vyšší obsah plniv než 50 % hmotnostních má za následek zhoršení pevnostních parametrů, zvláště pevnosti v mnohonásobných ohybech a rovněž enormní zvýšení viskozity zpracovávaných směsí.

Bezrozpouštědlová termoreaktivní směs pro impregnaci obsahuje nereaktivní tekutá aditiva na bázi ftalátů, silikonových olejů, povrchově aktivních látek na bázi silikonů nebo minerálních nebo syntetických olejů nebo jejich směsí v množství 0,05 až 50 % hmotnostních, vztaženo· na polymerní hmotu. Uvedená aditiva způsobí další uvolnění mezivlákenných struktur tím, že omezují propojování vláken polymerním pojivém.

Mechanismus působení těchto aditiv lze vysvětlit jejich akumulací na rozhraní tuhé a kapalné fáze. Vytvořením povrchové separační vrstvy se sníží adheze vytvrzované polymerní směsi k vláknům, a tím potlačí vzájemné „slepování“ vláken. Takto je možno vysvětlit vliv uváděných komponent při nízkých koncentracích do 0,05 % hmotnostních. Při vyšších koncentracích až 50 °/o hmotnostních vztaženo na polymerní hmotu se lze na směs bezrozpouštědlového systému s kapalnými aditivy dívat jako na soustavu se vzájemně nemísitelnými fázemi. Důsledkem toho je vytváření ostrůvků po·lymerního pojivá, které jsou v průběhu polymerace odděleny vrstvičkami nerozpouštědla od vláken, ale i navzájem. Takto vytvořený útvar poměrně volně pohyblivých vláken v polymerním pojivu se vyznačuje již uváděnou měkkostí, ohebností a snadnou tvarovatelností.

Tyto materiály lze použít jako podkladové nebo samonosné v mnoha odvětvích spotřebního průmyslu, jako obuvnictví, oděvnictví, galanterie apod., ale i jako· tepelně izolační, tlumicí a těsnicí vrstvy v průmyslu, zemědělství a stavebnictví a rovněž jako filtrační plošné útvary ve vzduchotechnice, chemickém průmyslu apod.

K bližšímu objasnění podstaty vynálezu jsou uvedeny následující příklady, které jeho rozsah neomezují. Uvedené díly jsou hmotnostní, ve zkoušce pevnosti v mnohonásobných ohybech Bally, označující čísla 5 i 4 vzorky s neporušeným povrchem, označení číslem 3 náznaky prasklin.

Příklad 1

Netkaná vláknitá vrstva sestávající ze 70 procent polyethylentereftalátových a 30 % polypropylenových vláken byla impregnována směsí skládající se z 250 dílů bezrozpouštědlového systému, obsahujícího 189 dílů polypropylenglykolu o mol. hmotnosti 1400, 47 dílů toluendiizokyanátu a 14 dílů ethylendiaminkarbamátu, 0,5 dílu mletého· vápence, 255 dílů dibutylftalátu a 4 dílů práškového pigmentu.

Směs byla lisována na dvouválci tak, že obsah polyfherního pojivá činil 31,2 % hmotnostních. Tkanina byla potom napnuta na rám s tahem podél 20 N a bezrozpouštědlová směs vytvrzována 8 minut při 110 °C. Vláknitý impregnovaný útvar, který měl původní tloušťku cca 2 mm byl potom zbroušen a štípán na požadovanou tloušťku 1 mm. Vláknité vrstvy takto připravené byly velmi měkké, ohebné a dobře tvarovatelné. Měly také dobré fyzikálněmechanické parametry — pevnost v mnohonásobných ohybech Bally při 25 °C a 200 kC-5/5-4, tuhost 623 mNcm, pevnost v dalším trhání 13,5 /12,8 N a propustnost pro vodní páry 9,58 mg cm~²hod.^_:l. Příklad 2

Netkaná vláknitá vrstva sestávající ze 70 procent polypropylenových vláken a 30 % polyamidových vláken byla impregnována směsí skládající se z 250 dílů bezrozpouštědlového systému obsahujícího 204,3 dílu polypropylenglykolu o mol. hmotnosti 2000, 35,6 dílu toluendiizokyanátu a 10,1 dílu aminoethylethanolaminkarbamátu, 62,5 dílu titanové běloby, 12,5 dílu polypropylenového oleje o viskozitě 0,3 Pas/25 °C a 2,5 dílu práškovitého pigmentu.

Vylisování na dvouválci byl získán útvar obsahující 49,8 % směsi s polymerním pojivém. Vláknina byla napnuta na rám za tahu

N a bezrozpouštědlová impregnační směs vytvrzována 6 minut při 125 °C.

Zbroušený a rozštípnutý útvar měl tloušťku cca 1 mm, byl měkký a poddajný. Vykazoval tyto fyzikálněmechanické parametry: pevnost v mnohonásobných ohybech Bally při 25 °C a 200 kC 5/5, tuhost 701,5 mNcm, pevnost v dalším trhání 15,2 /13,1 N a propustnost pro vodní páry 8,91 mg cm^_2hod.^_1. Příklad 3

Netkaná vláknitá vrstva sestávající ze 70 procent polypropylenových vláken a 30 % polyamidových vláken byla impregnována směsí složenou ze 250 dílů bezrozpouštědlové směsi, obsahující 99,8 dílu polypropylenglykolu o mol. hmotnosti 2000, 99,8 dílu polykaprolaktonu o mol hmotnosti 2000,

34,8 dílu toluendiizokyanátu, 10,7 dílu isoforondiaminkarbamátu a 4,9 dílu aminoethylethanolaminkarbamátu, 254 dílů barytu, 0,2 dílu silikonové povrchově aktivní látky a 4 dílů práškového pigmentu.

Impregnovaná tkanina byla potom vylisována tak, že po vylisování obsahovala 62 % hmotnostních polymerního pojivá. Útvar byl natažen na rám tahem 20 N a bezrozpouštědlová impregnační směs vytvrzována 4 minuty při 160 °C. Po zbroušení a rozštípnutí měly vzorky impregnované tkaniny tloušťku 1 mm, byly ohebné a dobře tvarovatelné. Vykazovaly tyto fyzikálněmechanické parametry — pevnost v mnohonásobných ohybech Bally + 25 °C po 200 fcC 5/4, tuhost 751,3 mNcm, pevnost v dalším trhání 14,8/ /12,5 N a propustnost pro vodní páry 9,21 mg cm^_2hod.^_1.

Příklad 4

Netkaná vláknitá vrstva, složená ze 70 procent polyethylentereftalátových a 30 procent polypropylenových vláken byla impregnována směsí obsahující 250 dílů bezrozpouštědlového termoreaktivního systému z 192,7 dílu polytetramethylenglykolu o mol. hmotnosti 1500, 44,8 dílu toluendiisokyanátu,

12,5 dílu 3-aminopropanolkarbamátu, 90 dílů mleté křídy, 18 dílů ethylhexylftalátu a 3 dílů práškového pigmentu. Impregnovaný vzorek byl vylisován tak, že obsahoval 10,2 procenta polymerního pojivá.

Po napnutí vzorku do rámu, tahem 20 N, bylo bezrozpouštědlové pojivo 6 minut vytvrzováno při 120 °C. Takto připravený útvar byl obroušen a rozštípnut na tloušťku 1 mm. Útvar byl měkký a dobře tvarovatelný. Vykazoval následující fyzikálněmechanické parametry: pevnost v mnohonásobných ohybech Bally při 25 °C a 200 kC 5/4-5, tuhost

558,4 mNcm, pevnost v dalším trhání 13,5/ /12,1 N a propustnost pro vodní páry 9,31 mg cm^_2hod.^_f.

P ř í k 1 a d 5

Netkaná vláknitá vrstva, složená ze 70 % polyethylentereftalátových a 30 % polypropylenových vláken byla Impregnována směsí obsahující 250 dílů bezrozpouštědlového termoaktivního systému, ze 178 dílů polypropylenglykolu o mol. hmotnosti 1250, 24,8 dílu toluendiisokyanátu, 35,6 dílu difenylmethandiisokyanátu a 11,6 dílu N,N’-bis-3-aminopropylethylendiaminkarbamátu, 97 dílů kaolínu, 39 dílů minerálního· oleje o viskozitě 0,032 Pas při 20 °C a 3 dílů práškového pigmentu. Po vylisování obsahoval vzorek 95 % polymerního· pojivá, které byloi vytvrzováno 6 minut při 120 °C. Vzorek byl přitom vypnut na rámu tahem 40 N.

•Po vytvrzení pojivá byl útvar obroušen a rozštípnut na tloušťku 1 mm. Vykazoval tyto· fyzikálněmechanické hodnoty: pevnost v mnohonásobných ohybech Bally při 25 °C a 200 kC 4-5/3-4, tuhost 845, 2 mNcm, pevnost v dalším trhání 8,2/6,7 N a propustnost pro vodní páry 7,62 mg cm^-2hod.^-1. Příklad 6

Netkaná vláknitá vrstva, složená ze 70 % polypropylenových a 30 % polyamidových vláken byla impregnována směsí obsahující 250 dílů bezrozpouštědlového systému tvořeného 140,1 dílu polytetrahydrofuranu o mol. hmotnosti 1000, 48,8 dílu toluendiisokyanátu a 61 díly 50% disperze adiaminodifenylmethanu blokovaného chloridem sodným v dioktylftalátu, 67 dílů křemeliny, 17 dílů silikonového oleje s viskozitou 5 Pas/ /20 °C a 3 dílů práškového pigmentu.

Impregnovaný vzorek byl slisován tak, že obsah polymerního pojivá byl 39,5 %. Termoreaktivní impregnační směs potom byla vytvrzována 6 minut při 120 °C. Po obroušení a rozštípnutí impregnovaného vzorku byly získány měkké, ohebné útvary s pevností v mnohonásobných ohybech Bally při 25 °C a 200 kC 5/4 s tuhostí 750,0 mNcm a s propustností pro vodní páry 9,41 mg cm“²hod.^_1.

Claims (1)

1. Ohebný vláknitý plošný útvar propustný pro vodní páry sestávající z 5 až 90 % hmotnostních podkladové vláknité vrstvy složené z polyethylentereftalátových, polypropylenových nebo polyamidových vláken nebo z jejich směsí impregnovaný bezrozpouštědlovou termoreaktivní směsí na bázi předpolymerů z polyesterů, polyetherů nebo jejich směsí a polyisokyanátů aromatických, alifatických nebo cykloalifatických nebo jejich směsí a prodlužovadla, vyznačený tím, že termoreaktivní směs obsahuje jako prodlužovadlo polyamín alifatického typu obecného vzorce r = 0,1 - 3 s = 0,1 cykloalifatického typu ze skupiny zahrnující piperazin, diaminodifenylmethan a jeho deriváty, alkanolaminového typu obecného vzorce

   R, R,

   HO -(C)_X~N,

   I R,

   H_ZN(CH^ _k NH_Z/ kde

   Rl, R2 ... H, C_nH_n+2, kde m — 1 — 6 η —1 —3

   -0,-ch₂-0, -0

   Γ......

   -Ν-ζ^-ΝΗ,- (CH₂)_y-NH_Z ,-(CH₂)_z - OH

   R3 ... H, CH3, C2H5, CH2OH

   CH3 /

   R4 ... H, CH3, —CH \

   CH3 x —2 —6 7 = 2,3 z — 2 — 4, nebo směs těchto prodlužovadel, jejichž aminoskupiny jsou blokovány kysličníkem uhličitým nebo polyamin aromatického typu jako je diaminodifenylmethan a jeho deriváty blokované chloridem sodným vytvrzené při teplotě 80 až 190 °C, s výhodou při teplotě 110 až 160 °C a po případě 0,1 až 50 % hmotnostních, vztaženo na polymerní hmotu, práškového aditiva a bázi anorganických plniv a po případě 0,05 až 50 % hmotnostních, vztaženo na polymerní hmotu nereaktivního tekutého aditiva na bázi ftalátů, silikonových olejů, povrchově aktivních látek na bázi silikonů nebo* minerálních nebo syntetických olejů nebo jejich směsí.